حيث يمثل لا ملف التشغيل + و ملف البدء
(؟) العضو الدائر : وهو من نوع القفص السنجابي ويشبه تماما العضو المستخدم في المحركات الحثية
ذات الثلاث أوجه
مبدأ العمل : في حالة وجود مجموعة واحدة من الملفات في محركات الوجه الواحد وسريان تيار ذي وجه
واحد في ملفات العضو الساكن » فان المجال المغناطيسي داخل العضو الساكن يتغير تبعا لتغير الموجة الجيبيه؛
أي يزداد هذا المجال حتى يصل قيمته العظمى ثم يتناقص إلى الصفر » ثم ينعكس اتجاهه مع انعكاس التيار وهكذا
وهذا المجال ليس دواراء ولذلك لا يستطيع محرك الوجه الواحد أن يبدأ حركته بمجموعة واحدة من الملفات
أما إذا بدأنا حركة العضو الدائر ميكانيكيا بطريقة ما » فان هذا المحرك وبعد دورانه يستطيع الاستمرار في الدوران
بمجموعة واحدة من الملفات بفعل قوة التجاذب والتنافر بين الأقطاب المغناطيسية للعضوين الثابت والدائر
ولهذا ومن ناحية عملية فانه يتم تمرير موجة تيار أخرى في مجموعة ثانية من الملفات في العضو الساكن مزاحة
عن موجة التيار في المجموعة الأولى بزاوية تكفي لتوليد مجال مغناطيسي دوار أي أن المجال المغناطيسي
الدوار يتم في المحرك الحثي أحادي الطور بواسطة تمرير تيارين بينهما زاوية كافية (يفضل أن تكون اقرب ما
يمكن إلى 8 درجة ) في مجموعتين من الملفات بحيث تفصل بينهما زاوية 98 درجة كهربائية وبذلك فان
المحرك الحثي أحادي الطور يتحرك بواسطة المجال المغناطيسي الدوار الذي يقطع قضبان العضو الدائر كما
في المحرك الحثي ثلاثي الأوجه وتعطى سرعة المجال الدوار ( السعة التزامنية ) في المحرك الحثي أحادي
الطور بالعلاقة:
ويدور المحرك فعليا بسرعة أقل قليلا من السرعة التزامنية كما في محركات الثلاثة اوجه
عكس اتجاه دوران محركات الوه الواحد :
ويتم عكس اتجاه دوران محركات الوجه الواحد التي تحتوي على ملفي البدء والتشغيل بواسطة عكس
توصيل نهايتي ملف التشغيل أو ملف البدء وليس كليهما وذلك بالنسبة للمصدر
وتصنف محركات الوجه الواحد تبعا لطريقة البدء فيها » وتسمى عادة بناء على هذا الأساس وفيما يلي
أهم الأنواع الشائعة الاستعمال لهذه المحركات
المحرك ذو الوحجه المشطور :( 100402 013856 أزام5)
يحتوي العضو الساكن لهذا المحرك على ملفين : الأول هو
الملف الرئيسي أو ملف التشغيل ويكون عادة ذي ممانعة تأثيرية
عالية ومقاومة منخفضة وموضوع في قاع المجرى والملف الثاني
هو ملف البدء أو ملف التقويم ويكون ذو ممانعة تأثيرية منخفضة
ومقاومة عالية ويستعمل في لفه سلك ذو مساحة مقطع صغيره بالنسبة شكل 0-8
© معامل كسب التيار
ويرمز له بالرمز 3 (851/8) لدارة الباعث المشترك يحدد العلاقة بين تيار المجمع | وتيار القاعدة وا حسب
العلاقة التالية :
وآلماد 8
إلى 10000 و في معظم لوحات بيانات الترانزستور يرمز لهذا المعامل بالرمزيم١ و يعتبر معامل الكسب أيضا
النسبة بين تيار خرج دارة التضخيم و تيار دخلهاء ويعبر عنه بكفاءة الترانزستور في عملية تضخيم الإشارة
أما في دارة القاعدة المشترك فيرمز له بالرمزج ويحدد العلاقة بين تيار المجمع وتيار الباعث
لاحظ أن معامل التضخيم أقل من واحد (1 < 1 )
والعلاقة التي تربط بين»6 و لم هي :
(تم الاشتقاق من المعادلة و[+1 # ع1)
تنويه: تحتوي استمارات بيانات الترانزستور على معاملين لكسب التيار في حالة الباعث المشترك» المعامل
الأول يعطي كسب التبار في حالة التيار المستمر و يرمز له بالرمزيم!! و يعطى بالعلاقة :
المعامل الثاني يعطي كسب التيار في حالة تضخيم الإشارة الصغيرة المتناوبة و يرمز له بالرمزي0 و يعرف
في هذه الحالة بأنه النسبة بين التغيرات الصغيرة التي تحدث في تيار المجمع مآ له إلى التغيرات الصغيرة في تيار
القاعدة ملت
وعادة يكوْن الفرق بين مويلا ضتيلاً
مثال :)١(
يساوي 6 فولط و الجهد على المدخل يساوي 7, ٠ فولط» احسب :
)١( تيار الباعث
[؟) معامل كسب التيار 8
[(؟) معامل كسب الجهد
() معامل كسب القدرة
إلى ملف التشغيل وتكون الزاوية بين محوري الملفين *9
درجة كهربائية في الفراغ» أما الزاوية بين تياري الملفين فتكون
قليلة (*؟ - * 7 ) درجه ولكنها كافية لتوليد مجال مغناطيسي
دوار يؤدي لتوليد عزم البدء اللازم لبدء حركة المحرك ويوصل
ملف التقويم عن طريق مفتاح الطرد المركزي على النوازي مع
ملف التشغيل كما في الشكل (8- أ) عند بداية العمل يكون
مفتاح الطرد المركزي موصلا» لذلك يتم توصيل ملف التشغيل
على التوازي مع ملف البدء ليبدأ المحرك حركته ً وعندما
شكل (/-ب)
مفتاح الطرد المركزي بفصل ملفات البدء من الدارة» ليبقى المحرك يدور بتأثير ملفات التشغيل فقط أما الشكل
(8- ب) فيبين طريقة أخرى لبدء حركة هذا المحرك وذلك عن طريق مرحل بدء خاص في البداية يكون ملف
البدء مفصولا بسبب ملامس المرحل الذي يكون في حالة الفصل» عند توصيل المصدر إلى المحرك يمر تيار
عال في ملف المرخل وملف التشغيل الموصولين على التوالي» ونتيجة لهذا التيار العالي تتولد قوة جذب كافيه
بدء دوران المحرك ولكن بعد وصول المحرك إلى سرعة عالية يقل التيار المار في ملف التشغيل فتضعف قوة
الجذب لقلب الملف ؛ مما يسبب فصل ملامس المرحل وفصل ملف البدء من الدارة ليستمر المحرك في الدوران
بملف التشغيل فقط
ومن خواص محرك الوجه المشطور أن العزم المتولد عند بدء الحركة يكون معتدلا كما أن سرعته لا تتاثر
كثيرا مع الحمل
المحرك ذو المواسع :
ويحتوي هذا المحرك على ملفين مثل محرك الوجه المشطور»
ويتم توصيل مواسع على التوالي مع ملف البدء لزيادة فرق الطور بين
المحرك إلى أنواع :
١ المحرك ذو مواسع البدء1/0010 51811 080801102 :
ملف تشغيل
ملف بدء
مفتاح طرد مركزي
شكل (4)
(4) + عند بداية العمل يكو المواسع موصولا على التوالي مع ملف البدء بعد وصول سرغة المحرك
إلى حوالي 1/1/8 من السرعة الاسمية يقوم مفتاح الطرد المركزي بفصل ملف التقويم والمواسع لبيقى
المحرك يعمل بفعل ملف التشغيل فقط
البدء موصولين على التوازي أثناء فترة البدء » وكذلك أثناء
التشغيل» حيث تم الاستغناء عن مفتاح الطرد المركزي
شكل )٠١( في هذا النوع يجب تصميم ملف البدء ليعمل
عند الحمل المطلوب طوال الوقت كما أنالمواسع يجب
أن يكون مصمما بحيث يعمل لفترة طويلة وذلك طوال فترة
عمل المحرك ( لونه ابيض ) ويمتاز هذا المحرك بهدوثه
أثناء العمل » كما أن وجود المواسع أثناء العمل يؤدي إلى
تحسين معامل القدرة
المحرك بمواسع بدء ومواسع حركة (080861102
0 518-08086102) : يتم استخدام مواسعين
يستخدم أحدهما خلال فترة البدء والآخر يستمر في عمله
أثناء فترة التشغيل شكل )١١( ويمكن هذا من الحصول
على أفضل خواص للمحرك أثناء فترتي البدء والتشغيل »
ويمتاز بقدرته على بدء الأحمال الثقيلة ويكون مواسع
البدء ذا قيمة عالية ومصمما ليعمل خلال فترة البدء فقط
ملف تشقيل
مقتاح طرد 7
شكل (11)
(لونه اسود في العادة ) وذلك لتقليل التكلفة أما مواسع الحركة فيبقى موصولا على التوالي مع ملف
البدء خلال تشغيل المحرك
وغير ذلك من الأحمال العالية والمتوسطة» والتي تصل أحيانا إلى © كيلوواط ويتميز هذا المحرك أن العزم
المتولد عند بدء الحركة يكون عاليا» حيث يمكن أن يصل إلى أربعة أضعاف عزم الحمل الكامل
الوجه المشطور أو المحرك ذو المواسع ويتكون العضو الثابت لهذا المحرك من أقطاب بارزه ملفوف
إحاطة ( تطويق ) جزء من كل قطب بلفة مقصورة بواسطة
شريط نحاسي ذو مقطع سميك يسمى الملف المظلل
كماهو موضح بالشكل ( )١١ أما العضو الدائر فهو من
نوع القفص السنجابي يتولد في الملف المظلل بفعل
المجال المغناطيسي الناتج عن الملف الرئيسي تيارات
تؤدي إلى تولد فيض مغناطيسي يعاكس فيض الملفات
الرئيسيه وبفعل الشكل الجيبي لموجة المصدر يتولد
مجال مغناطيسي في الأقطاب البارزة يتحرك من الجزء
غير المظلل باتجاه الجزء المظلل بما يشبه اثر المجال المغناطيسي الدوار ٠ مما يؤدي إلى نشوء عزم
حركة يعمل على دوران المحرك ويمتاز هذا المحرك برخص الثمن وبساطة التركيب» ويستخدم في
الأحمال التي لا تحتاج إلى عزم بدء عال مثل المراوح الصغيرة والألعاب ومضخات المياه المستخدمة
في غسالات الملابس
© القدرة في المحركات الحثية احادية وثلاثية الأوجه :
المخطط التالي شكل )١3( يبين انسياب القدرة في المحرك الحثي بشكل عام
خسائر الاحتكاك خسائر العضو الداثر خسائر العضو الساكن
تعطى القدرة الداخلة إلى المحرك الحثي أحادي الوجه بالعلاقة: 5 ما مم/ا مط
با : تيار الوجه
©00 : معامل القدرة للمحرك
وتعطى القدرة الداخلة إلى المحرك الحثي ثلاثي الأوجه بالعلاقة: 85 ,ا يقد 2 مط
حيث /ا: جهد الخط ( الجهد بين طور وآخر ) بالفولت
ا : تيار الخط ء بالأمبير
© : معامل القدرة للمحرك
يقوم المحرك بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أما القدرة الميكانيكية الخارجة فتعطى
بالعلاقة نه 7 ان0ط
حيث 1 : العزم » بالنيوتن م
«ه : السرعة الزاوية » راديان / ثانية
يعرف العزم بشكل عام بأنة قوة التدوير التي تسبب دوران الأجسام ووحدة قياسه نيوتن ٠م
ويعطى بالعلاقة: 2 2 1
ح “[ القوة العموديه على الخط بين نقطة عمل القوة ومحور الدوران
» : المسافة بين نقطة عمل القوة ومحور الدوران
وتكون العلاقة بين القدرة الداخلة والقدرة الخارجة: 0 ١ 6001 - 11
حيث [1 : معامل كفاءة المحرك
001 : القدرة الميكانيكية الخارجة
0 : القدرة الكهربائية الداخلة
مثال :)١(
محرك حثي 30 , ١/ 400 , 50112 قدرته /000ا22 يعمل عند التحميل الكامل على سرعة 1430 د/ د عند
معامل قدرة 075 وبمعامل كفاءة 085 احسب
(0) عدد أقطاب المحرك
[7) التيار الذي يسحبه المحرك عند الحمل الكامل
[1] بما أن اقرب سرعة تزامنيه عند تردد 1250 إلى سرعة المحرك هي 1500 د/ د » والتي عندها يكون
عدد الأقطاب يساوي 4 أقطاب إذن عدد أقطاب المحرك تساوي ؛ أقطاب
ولكن هم ,ل /1 7/3 2 و6ط
وها أمبير 4987 < ١,
© بدء الحركة في المحركات الحثية ثلاثية الأوجه :
عند بدء حركة المحركات الحثية يجب الأخذ بعين الاعتبار العوامل التالية :
)١[ يصل تيار بدء المحركات الحثية الثلاثية الأوجه إلى (4 - 8) أضعاف تيار الحمل الكامل عند توصيله
توصيلا مباشرا على الخط وهذا التيار الكبير يمكن أن تكون له آثاره السلبية على المحرك أو الحمل
أو نظام التغذية الكهربائي ولذلك فان الأنظمة الكهربائيه من قبل الشركات المزودة للطاقة تتطلب
استخدام طرق لبدء هذه المحركات وذلك للحد من تيار البدء
سؤال: اذكر الآثار السلبية المحتملة لتيار البدء العالي على كل من المحرك والحمل ونظام التغذية
الكهربائي
[ك] من أجل تخفيض تيار البدء؛ يلزم تخفيض الجهد الواصل إلى أطراف المحرك ولكن العزم في هذه
المحركات يتناسب تناسبا طرديا مع مربع الجهد» مما يعني أن تخفيض تيار البدء سوف يصاحبه انخفاض
في عزم البدء الذي يجب أن يكون أعلى من عزم الحمل عند البدء » مما قد يعني في بعض الأحيان عدم
توفر العزم اللازم لمسارعة المحرك من حالة
السكون إلى السرعة الاسمية؛ وبالتالي فشل
عملية بدء الحركة للمحرك
وهناك عدة طرق لبدء حركة المحركات الحثية ثلاثية
الأوجة » وفي حالة الحاجة لتخفيض تيار البدء فيجب
اختيار طريقة البدء بحيث يتم تخفيض تيار البدء بدون
انخفاض عزم البدء اللازم لمسارعة الحمل وفيما يلي
بعض الطرق المتبعة لبدء الحركة :
-١ التوصيل على الخط : 518109 08 00 01:861
ويتم في هذه الطريقة توصيل ملفات المحرك بصورة
مباشرة مع الجهد الكامل وتستعمل هذه الطريقة لبدء
المحركات الصغيرة القدرة والتي لا تتجاوز /ا4ا55» أو
عندما يكون المحرك ومصدر القدرة قادرين على تحمل تيار
شكل (1)
البدء العالي وذلك حسب أنظمة الشركة المزودة للطاقة الكهربائية ويبين الشكل )١4( طريقة تنفيذ ذلك
"- البدء بطريقة نجمة - مثلث : ( 5181009 - 06118 +518 )
في هذه الطريقة يتم توصيل المحرك مع مصدر الجهد الثلاثي الأوجه بعد توصيل ملفاته توصيلة ستار» وذلك
خلال فترة بدء الحركة وبعد وصول المحرك إلى حوالي 786 من السرعة الاسميه يتم تحويل توصيلة ملفات
المحرك إلى وضع الدلتا شكل (16)
شكل (15)
حيث يبقى على هذه التوصيلة أثناء التشغيل ويشترط لتنفيذ هذه الطريقة أن :
)١ يجب أن تكون أطراف ملفات
المحرك الستة خارجة من المحرك
7 أن يكون الجهد الاسمي للمحرك عند
توصيلة الدلتا يساوي جهد المصدر
ك] أن يكون عزم بدء المحرك بتوصيلة | اتح عم
ستار كافيا لمسارعة المحرك والحمل
ويتم بهذه الطريقة تخفيض تيار البدء إلى م
الثلث فيما لو تم بدء المحرك بتوصيلة الدلتا 8 سر ]م انر
ولكن عزم البدء يصبح أيضا ثلث عزم البدء فيما 5" حا م سان و_جا]
لو تم بدء المحرك بتوصيلة الدلتا ولذلك فإن ؛
هذه الطريقة تستخدم فقط لبدء الحركة في حالة 0<
اللاحمل أو بحمل قليل ويبين الشكل التالي 0
التلامسيان 14/11,/60/3 خلال فترة البدء ( يتم توصيل المحرك ستار ) » فيما يعمل المفتاحان التلامسيان
2 طوال فترة التشغيل حيث يعمل المحرك بتوصيلة الدلتا
*- البدء بطريقة المحول الذاتي : ( 51810109 1010-11305101061/ )
يمكن تخفيض الجهد على المحرك بواسطة استخدام محول ذاتي شكل (6 ) » وبالتالي تخفيض تيار
[7] يتم تخفيض تيار البدء وعزم البدء بنفس النسبة
[ك] يمكن الحصول على تسارع متدرج للمحرك باستخدام محول ذي نقاط جهد مختلفة
ويبن الشكل )١6( كيفية تنفيذ هذه الطريقة حيث يعمل 41/11 في البداية ثم يعمل 16112 مسببا فصل 14/11
ليبقى المحرك يعمل على 40/42ا
؟- بادئات الحركة الالكترونية : ( 5138:1615 5012 16610016)
يمكن عن طريق هذه البادئات التحكم ببدء المحرك وحتى إيقافه بتدرج» بحيث تكون عملية بدء المحرك
ناعمة بدون قفزات مع إمكانية التحكم في الجهد اوالتيار اوالعزم
فبالنسبة لبدء المحرك فيمكن بدء المحرك بواسطة التحكم
بالجهدء حيث يتم ضبط جهد البدء مابين 0- 5096 من القيمة الاسمية
مثلا» ثم تقوم الدارة الالكترونية في البادىء بزيادة الجهد على أطراف ِ ٍ
المحرك بالتدريج لتعطي عزم بدء متزايد للحمل وتتم برمجة الزمن ويد موت
بين تطبيق جهد البدء وجهد الخط على المحرك ما بين 1 - 60 ثانية شكل(17)
مثلا شكل (17)
ويمكن بدء المحرك بواسطة التحكم بالتيار » حيث يتم في هذه الحالة ضبط القيمة القصوى لتيار البدء ١
وبناء على ذلك تقوم الدارة الالكترونية بضبط قيمة الجهد اللازم تطبيقه على المحرك خلال فترة البدء » وعندما
يقترب المحرك من السرعة الاسمية يتم توصيله مع جهد الخط
ويمكن كذلك التحكم بإيقاف المحرك فمثلا يمكن أن يتم إيقاف المحرك والحمل بالتدريج حيث تمنع
التوقف المفاجىء غير المرغوب فيه في بعض التطبيقات والعكس صحيح » حيث يمكن إيقاف المحرك بشكل
مفاجىء لحالات الطوارىء مع قيام البادىء بكبح المحرك لإسراع إيقاف المحرك وبعد فترة البدء تبقى بعض
أنواع هذة البادثات بالدارة » فيما تقوم بعضها الآخر بتشغيل مفتاح تلامسي على التوازي مع البادىء من اجل
إخراجه من الدارة بعد اكتمال عملية بدء المحرك
وفي معظم هذه البادئات تتوفر حمايات أخرى للمحرك » وتشمل انقطاع أحد الأوجه » عكس الأوجه
والتماس مع الأرضي وغيرها
التحكم في منحنى خواص المحرك ليناسب الحمل )١(
8 زيادة عمر المحركات :
[؟) زيادة عدد مرات البدء في الساعة بدون خوف
تعتمد سرعة المحركات الحثيه ذات الوجه الواحد أو الثلاثة أوجه على سرعة المجال المغناطيسي الدوار
-١ تردد المصدر : حيث تتناسب سرعة المحرك تناسبا طرديا مع التردد » فكلما زاد التردد زادت سرعة
المحرك ويتم ذلك هذه الأيام باستخدام مغيرات السرعة الالكترونية (101/61463) والتي تقوم بتحويل
الموجه المترددة إلى فولتيه مستمرة » ثم يتم بواسطة داره الكترونية تسمى العاكس بتحويل الموجه
المستمرة إلى موجة مترددة بتردد آخر يتم تزويدها إلى أطراف المحرك » فتتغير سرعة المحرك شكل